原位微纳米力学测试系统.docx

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1、2016-2018钟央财政支持地方高微限专项资金项目仪器设备、软件、数据库购置预算论证报告项目名称：拟购品名:原位微纳米力学测试系统经费来源：经费预算:（万元项目负责人：（签名）_项目单位：（盖Q论证日期：福为, 大专编制1.本报告仅限于福州大学2016-2018年中央财政支持地方高校 发展专项资金项目经费预算论证使用，不作其它用途。2,仪器设备、软件和数据库购置预算论证是中央财政发展专项 严格预算执行、提高项目竞争力和提升项目建设质量、水平和效益 的重要环节，各项目单位务必严谨、认真对待。3 .论证报告分拟购理由、拟购选型、运行条件与资金筹措等方 面填报、预算论证。缺一项论证，不能批准执行。

2、4 .拟列入购置预算清单的单价在人民币10万元（含）以上的仪 器设备、软件和数据库（含单台件、成套或配套），均需填此表组 织论证。5 .单价在人民币10万元（含）至40万元（不含）以下的仪器 设备、软件和数据库，由项目自主论证。6 .单价40万元（含）以上人民币的仪器设备、软件和数据库， 经设备、软件管理部门和纪委监审部门同意，可由项目所在学院教 授委员会（学术委员会）自主组织论证；直属单位自主组织5或7 位校内专家论证。7 .本报告是福州大学2016-2018年中央财政支持地方高校发展 专项资金项目的重要支撑材料，作为项目可行性论证报告的附件上 报。福州大学2016-2018年中央财政支持地

3、方高校发展专项资金项目仪器设备、软件、数据库购置预算论证报告一、仪器设备（软件、数据库等）拟购理由论证拟购品名原位微纳米力学测试系统项目预算 拟购排序缓急程度：急需（J）;可缓（）;可换（）;其它二 选项依据二项目用途 （可多选）李 这加于於2S任如【学（）;科研（）;对外服务（）；更新（）；开发（J）;其它三 &项依据：原位微纳米力学测试系统，可实现微纳米压痕测试，微纳米划痕 J试，微纳米摩擦磨损测试以及形貌分析观测。该仪器可广泛的应用 ,材料、薄膜、化工、石油、岩石、微电子、微型传感器、半导体材 1、自动控制、航空航天、汽车工业及机械工具的材料研究和开发， 二可以应用于工业产品的失效与可靠

4、性的评价、质量控制及检验；也 以按所有的ASTM和多种ISO的标准进行测量。原位微纳米力学测试系统，其功能包括了纳米压痕、纳米划痕以 :原位成像定位功能等：压痕功能可以轻松获取到材料的接触刚度、 W度、弹性模量；断裂韧性；蠕变应力指数；贮存模量、损耗模量、 1尼、疲劳特性等；划痕功能可以获得磨擦系数；划痕临界载荷（薄 3与基底材料之间的临界结合力）；划痕硬度；定量表面形貌测量例 1台阶仪功能等等。承担项目 具体任务本项目主要内容是经费到位后购置一台高性能的原位微纳米力学测 试系统，加强实验技术服务的硬件建设，充分利用现有条件，更好的为 本实验室课题服务，同时更好的为学校的教学、科学服务。本期建

5、设完成后，将完善我实验室的科研体系，充分发挥共享平台 在材料科学科研中的作用，为国内外培养合格的人才，提供我实验室以 及我校的科研水平，实现我们实验室和我校的发展战略。新增加的原位微纳米力学测试系统在配置方面满足纳米材料、薄膜 材料、金属涂层等等各种材料学、化学、环境科学、生物纳米技术等领 域的需要，建设具有特色的大型设备，以满足学校和我实验室日益增长 的教学科研的需要，购置仪器时，在满足基本分析测试条件的基础上，尽可能避免仪器的配置与福州其它高校或科研单位重复，体现出我们学 校的特色和我们实验学科的优势。此次增加的是一套完整的微纳米力学 测试系统，其功能包括了纳米压痕、纳米划痕以及纳米力学显

6、微镜等。 整个测试流程都是全自动的，极大的提高各种科研测试数据的可靠性和 可重复性。同时配置的连续刚度测量专利技术可以轻松解决长久以来困 扰薄膜和涂层材料的力学测量中的基底效应问题，这个测量技术同理可 以解决复合材料中不同相的力学性能测量中周边效应问题，该技术已被 列入中国的纳米压痕测试的国家标准（GB/T 22458-2008） o同时该系统将来可以为全校的师生开展样品测试和检测服务。工作量 预测1小时/人次X5人次/天X 6天/周X 45周/年二1350小时 每年教学周以40周计，平均每周开机时长为33. 75小时预期效益可有助于申请有关混凝土性能研究方面的国家自然科学基金和相 应的省级基

7、金，还可以有助于申请有关环保新材料设计方面的省级重大 项目。共享方案福州大学其他学科预计使用500小时/年；（预计开机每次20机时*5人次*5次其他学科需求二500小时）。福建省其他高校预计使用500小时/年。（预计开机每次20机时*5 人次*5次其他高校需求=500小时）。风险分析其它拟购 原因附件二、仪器设备（软件、数据库等）拟购选型论证项目 对设 备/软 件的 要求主要配置原位微纳米力学测试系统主要性能原位微纳米力学测试系统，其功能包括了纳米压痕、纳米划 痕以及原位成像定位功能等：压痕功能可以轻松获取到材料的 接触刚度、硬度、弹性模量；断裂韧性；蠕变应力指数；贮存 模量、损耗模量、阻尼、

8、疲劳特性等；划痕功能可以获得磨擦 系数；划痕临界载荷（薄膜与基底材料之间的临界结合力）： 划痕硬度；定量表面形貌测量例如台阶仪功能等等。主要指标1纳米压痕测试*所加载荷能满足大载荷的力学要求，同时兼顾低载荷时的 加载精度要求，如果提供高载+低载的解决方案，要求软件 直接切换，无需手动更换硬件1.1标准压痕系统：a）压头总的位移范围31. 5mmb）最大压痕深度3 50Onlmc）位移分辨率0率2nmd）最大载荷3 500mNf）载荷分辨率5OnN1. 2大载荷加载模式a）最大载荷3IONb）载荷分辨率 50nN1. 3连续刚度测量模式a）简谐力频率范围：IHz to 300 Hzb）简谐力振幅

9、范围：100 nN to 4. 5 mNc）最大加载载荷： 3 500mNL4纳米冲击和疲劳测试a）纳米冲击模式：压头往返振动；b）最大振动频率：200Hz；c）最大振幅：幅Unld）最大静态载荷：500mNe）能够获得2D和3D冲击深度扫描图像1. 5其它压痕功能a）断裂韧性测试功能；b）蠕变性能测试功能；c）应力应变测试功能2纳米划痕功能：a）用于定量测试膜基结合强度（临界载荷）、表面抗划 擦能力。可以测试划痕深度、划痕宽度、凸起高度以及材料的粘弹性恢复等力学性能，b）需要保证划痕过程中法向力垂直于样品表面，不会侧 移，对试样表面起伏带来的法向力的变化可以通 过反馈进行实时校正，可以追踪试

10、样形貌精准划 痕，具备前扫描、后扫描模式，往复磨损模式和 连续景深成像和全景成像模式C）最大划痕长度2 IOOmmd）最大划痕力（Z方向）2 500 mNC）最大划擦深度3 500 mm3摩擦磨损模式：a）可以任意方向磨损实验b）最大磨损力3 500 mNc）最大磨损面积 33OnIm*3Onlm4原位扫描成像模式a）设备必须能够使用同一个压头既能实现纳米压痕测试， 又能用它进行原位扫描成像，获得试样表面压痕前后的三 维图像。b） X 和 Y 扫描范围 3 500mm x500mmc） Z方向扫描范围：3 500mmd） Z方向分辨率 0. 02nme） X-Y方向成像分辨率最大为3 1024

11、X1024像素5光学成像系统a）屏幕上最高放大倍率310OOXb） LED光源系统方便观察样品位置和工作面6 XT样品定位台a） X方向移动范围3 20Ommb） Y方向移动范围3 20Omm可选附件：5. 5变温湿度控制单元5. 5.1高温测量模块采用infrared diode laser对样品直接加温，操作简 单，热漂小。a）加温范围:室温到500。Cb）变温精度：0.1度c）加温速率：最快25度/秒d）加热台带有样品在惰性气体下保护的设计5. 5. 2低温测量模块a）提供灵活的加温制冷装置：-40o C to +200o C.b）加热功能：max. 200 Cc）制冷功能：max. -

12、40o Cd）变温稳定性：+/- 0.01o Ce）传感器：external Pt 100, bui 11 into the sample stageinternal Pt 100, built into the bathf）温控器：self optimizing PID loopg）管长：2 meter附属配套电脑其它要求无合目求市产比交 符项要的场品率制造产家美国安捷伦香港德祥北京恒远产品品名原位微纳米力学测 试系统原位微纳米力学测 试系统原位微纳米力学测试 系统技术先进程度1.1标准压痕系 统：a）压头总的位移 范围1. 5mmb）最大压痕深度 500mc）位移分辨率0. 02nmd）最

13、大载荷 500mNf）载荷分辨率 50nN最大载荷21OmN 最大位移（压针） ,5 m位移分辨率 0,006nm位移噪音背景V 0. 2nm热漂移（在室温条 件下）0. 05nms 最小接触载荷 70nN最大压痕深度： 250 nm位移分辨率： 0. 001 nm位移热漂移速度： 0. 004 nm/sec 加载模式：高精度 永磁体电磁驱动加 载位移测量：电容位 移传感器最大载荷：500 mN 载荷分辨率：30 nN1.4纳米冲击和疲 劳测试a）纳米冲击模式： 压头往返振动： b）最大振动频率： 200Hz；c）最大振幅：10Unl d）最大静态载荷： 500mNC）能够获得2D和 3D冲击

14、深度扫描图 像无标准纳米冲击模 式：摆锤脉冲和样 品往复振动样品往复振动：压 电驱动样品最大振动频 率：300 Hz样品振幅：5 m 摆锤脉冲：可以控 制频率、振幅和加 速度质量可靠程度TIJ场占有率最高的 厂家，国内90%用户知名的原位微纳米力 学测试系统的厂家之知名的原位微纳米力 学测试系统的厂家之选择。-k一适用范围适用于材料，生物， 能源，常规化学等多 学科应用适用于材料，生物， 能源，常规化学等多 学科应用适用于材料，生物， 能源，常规化学等多 学科应用经济合理性性价比高价格偏贵价格略高售后服务售后服务好，工程师 专业售后服务还行，有专 业的工程师团队售后服务一般产商家信誉度在国内有

15、自己的办 事机构在国内有办事机构在国内有办事机构项目适用性其它方面项目拟预算购置的意向产家产品J一家：美国安捷伦公司（国内代理：是德科技）附件三、仪器设备（软件、数据库等）运行条件和预算购置资金筹措使用论证目设的行件求 项对备运条要环境 条件所需空间测算、安装场 地落实安装在福州大学土木工程学院水、电、气、通风、承 重能力等工作条件设计 和安全使用措施现有的供电能力足够满足需求，不需要另外建 设供电设施。可能产生的废弃物、污 染、放射物等妥善处理 预案该设备使用过程中不会产生废弃物、不会产生 污染各项辅助设施的安全、 完备程度辅助设施齐全完备管理 条件实验室与设备管理使用 规范、注意事项和责任 规定